بسمه تعالی

مهندسی علی آباد کتول و دانشکده فنی

گروه مهندسی شیمی

دستور کار آزمایشگاه عملیات واحد

تهیه و تنظیم: وجیهه جعفری )کارشناس آزمایشگاه(

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

2

دستورالعمل کلی

-بایستی مدنظر قرار دهید به شرح ذیل است. بهه آزمایشگاه عملیات واحدی گزارشکار مواردی که برای تهیه

های مربوط به هر آزمایش ذکر شده است، لطفا توجهه فرماییهد. در نهم عالوه در ادامه محاسبات و پرسش

قهرار های حاصل از آزمایشهات در محاسهبات مهورد اسهتفاده دقت نمایید ممک است برخی اطالعات و داده

نگیرد.

هر گزارشکار بایستی موارد ذیل را در بر داشته باشد:

عنوان آزمایش

اعضای گروه و شماره دانشجویی

ذکر نویسنده گزارشکار

مقدمه مختصر

شرح مختصری از روش کار با دستگاه

محاسبات

ههایی دادهلطفا قبل از انجام محاسبات مربوط به هر آزمایش، ابتدا هدف آزمایش را نوشته و سهس

هنگام انجام آزمایش در آزمایشهگاه تهیهه کردیهد را آورده و درنهایهت محاسهبات مربوطهه را که در

بنویسید.

آزمایشهای پاسخ به پرسش

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

3

سینی دار برج تقطیر

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

4

مقدمه

فراینهد هها برای جداسازی مواد اجزای سازنده یک محلول وجود دارد که یکی از ای روش های مختلفیوشر

های نفتی است که اساس آن، اختالف در نقطه جوش برش تقطیر در واقع جداسازی فیزیکی. باشد تقطیر می

چهه تر باشهد، نقطهه جهوش آن زیهاد اسهت و ههر هر چه هیدروکرب سنگی .های مختلف استهیدروکرب

مایعات بهه برای تخلیص تری روشی است کهتقطیر، معمول. شود می تبخیرتر باشد، زودتر سبک هیدروکرب

ای بخهار مربوطهه را در فهرف جداگانهه ای عمل مایع را به کمک حرارت تبخیر می کننهد و کار می رود. در

می آورند. متراکم می کنند و محصول تقطیر را بدست

. روش اول شامل تولید بخار از طریق جوشاندن یک مخلهوط مهایع، شود می تقطیر در عمل به دو روش انجام

. در روش دوم قسهمتی از ه شوددانمیعان بخار، بدون اینکه هیچ مایعی مجددا به محفظه تقطیر بازگرد سس

کهه بهه طهرف مبهرد گردد و ای مایع برگشتی در مجاورت بخهاری دستگاه تقطیر باز می به ،بخار مایع شده

ههای چنانچهه ناخالصهی .ه باشهند پیوسته یها ناپیوسهت توانند ها میگیرد. هر کدام از ای روش رود قرار می می

کنهد. در مانند و تقطیر ساده جسم را خالص میموجود در مایع اولیه فرار نباشند، در باقیمانده تقطیر بجا می

اگر فقط یک ماده فرار بهوده و . ها فرار باشند، تقطیر جزء به جزء مورد احتیاج خواهد بودناخالصی صورتی که

توان بهرای جهدا درجه( می 33های موجود در آن زیاد باشد )حدود ناخالصی اختالف نقطه جوش ای ماده با

از تقطیهر سهاده معمهور در جداسهازی مخلهوط . ها از تقطیر ساده اسهتفاده نمهود کردن ای ماده از ناخالصی

053 درجه دارند زیرا در دمای بارتر از 053تا 43جوشی در محدوده یمایعاتی استفاده می شود که نقطه

زیادی از مایع در درجه مقدار 43 در دمای جوش کمتر از بسیاری از ترکیبات آلی تجزیه می شوند و درجه

.هدر می رود نم تقطیر

جز به جز های تقطیرستون

ها مسیر عمودی ای ستوند. مشابهی وجود دار هایویژگیها انواع متعددی دارد ولی در تمام آنها ستون ای

تقطیر به مبرد از آن بگذرد. ایه مسهیر بهه مقهدار قابهل آورند که باید بخار در انتقال از فرفرا به وجود می

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

5

سهتون تر است. هنگام انتقال بخار از فهرف تقطیهر بهه بهاری دستگاه تقطیر ساده طویل ای از مسیرمالحظه

ی آن در درجهه قسهمت بهار چنان چه قسمت پایی ای ستون نسهبت بهه شود.مقداری از بخار متراکم می

ریزد دوباره به طور جزیهی حرارت بیشتری نگهداری شود مایع متراکم شده و درحالی که به پایی ستون می

و در شهود حاصهل مهی بخارمتراکم نشده همراه بخاری که از تبخیر مجدد مایع متراکم شهده شود.تبخیر می

که در هر یک از مراحهل می شود و به طوریتقطیر مجدد مایع ای اعمال باعث. داخل ستون بارتر می رود

پایی سهتون ای که بهماده متراکم شده تر می شود.وجود می آید نسبت به جز فرارتر غنی فاز بخاری که به

مراحل نسبت جزیی که فراریت کمتهری در مقایسه با بخاری که با آن در تماس است در هر یک از می ریزد

شود و فهاز ال بی فازهای مایع و بخار در سراسر ستون تعادل برقرار میایدهدر شرایط . دارد غنی تر می شود

نسبت به جزیی کهه فراریهت باریی تقریبا به طور کامل از جز فرارتر تشکیل می شود و فاز مایع پایینی بخار

:مهم تری شرایطی که برای ایجاد ای حالت رزم است عبارتند .شودتر میکمتری دارد غنی

وجود داشته باشد. تماس کامل و مداوم بی فازهای بخار و مایع در ستون باید

کافی باشد. طول ستون

کمهی در نقطهه توان با یک ستون طویل ترکیبهاتی کهه اخهتالف می وجود داشته باشددو شرط ای چنانچه

جهوش اجهزا بها مورد لزوم و اختالف نقاط جوش دارند به طور رنایت بخش از هم جدا کرد زیرا طول ستون

ایجاد تماس رزم بی فازهای مایع آن اسهت کهه سهتون بها مقهداری تری راههم نسبت عک دارند. معمول

-را فراهم می های فلزی به اشکال مختلف که سطح تماس وسیعیمانند شیشه یا سرامیک یا تکه ماده بی اثر

یع و بخار آن است که نوار چرخانی از فلز یها ما کند پر شود. یکی از راه های بسیار موثر ایجاد ای تماس بی

ای عمل نسبت به ستون های پر شهده ای کهه .تفلون که با سرعت زیادی درداخل ستون بچرخد به کار رود

دارد )منظور از ای نگه داری قدرت مشابهی دارند ای مزیت را دارد که ماده کمی را در داخل ستون نگاه می

.تعادل در داخل ستون رزم است ه برای حفظ شرایطمقدار مایع و بخاری است ک

تقطیر با مایع برگشتی

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

6

صورت محصهول خهارج شهده و ای روش تقطیر قسمتی از بخارات حاصله در باری برج، بعد از میعان به در

به مایع برگشهتی موسهوم اسهت. مهایع برگشهتی بها ای مایع. شود قسمت زیادی به داخل برج برگردانده می

و انتقال حرارت صورت گیهرد. از آنجها کهه جرمشود تا انتقال قرار داده می ت در حال صعود در تماسبخارا

بخار، تبدیل به مایع و قسمتی مایعات در داخل برج در نقطه جوش خود هستند، لذا در هر تماس مقداری از

بها نقطهه هااشباع از هیدروکرب ها، بخارینهایی مجوعه ای تماس نتیجه. شود از مایع نیز تبدیل به بخار می

برگشهتی بها اسهتفاده از باشد. در تقطیر با مایع مایعی اشباع از مواد نفتی با نقطه جوش زیاد می جوش کم و

هر درجه خلوص تولید کرد، مشروط بر اینکه به مقهدار توان محصورت مورد نیاز را با تماس بخار و مایع، می

ههای داخهل بهرج ج موجود باشد. بوسیله مایع برگشهتی یها تعهداد سهینی در بر کافی مایع برگشتی و سینی

مهایع برگشهتی باعهث افهزایش توانیم درجه خلوص را تغییر دهیم. رزم به تونیح است که ازدیاد مقهدار می

امهروزه بهه علهت . دوباره به صورت بخار تبدیل شهود خواهد شد. چون تمام مایع برگشتی بایدمصرف انرژی

برای بدست آوردن خلوص بیشتر محصورت، به جای ازدیهاد مهایع برگشهتی از شود سعی می گرانی سوخت،

ابتهدا مهایع برگشهتی را انهدازی سیسهتم هنگهام راه های تقطیر استفاده شهود. در های بیشتری در برجسینی

بهه ایه کنند تها کنند و به صورت محصول خارج می می صددرصد انتخاب کرده و بعد مرتبا ای درصد را کم

د.ترتیب دستگاه تنظیم شو

دستگاه شرح

لیتر قرار دارد. برای پهر کهردن ایه مخهزن 03در پایی دستگاه یک جوش آورنده از جن استیل به حجم

های ساعت بگردانید و پ از پر کردن مخزن دوباره آن درپوش سفید رنگ روی آن را در خالف جهت عقربه

تخلیه ای مخزن بعد از سرد شدن دستگاه، شیر زیر مخزن را باز کنید.را ببندید و سفت کنید. برای

ایه مخهزن از در سمت راست جوش آورنده و در پایی تری قسمت، مخزن محصول پایی بهرج قهرار دارد.

لیتر می باشد. 5جن شیشه و به حجم

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

7

ای مخزن در زمانی که برج در باری ای مخزن یک مخزن دیگر قرار دارد که مخزن اصلی خوراك می باشد.

5گیرد. در باری ای مخزن یک مخزن دیگهر بهه حجهم کند مورد استفاده قرار میبه صورت پیوسته کار می

ای قهرار لیتر قرار دارد که مخزن محصول باری برج نام دارد. در باری مخزن جوش آورنده یک ستون شیشه

گرفته است. بر روی سه سینی یک سنسور دمهایی دقیهق گرفته که در بی آن شش عدد سینی غربالی قرار

توان جای آنها را عوض کرد.قرار دارد که دمای سیال روی سینی را نمایش می دهد و می

ای، کندانسور استیل نصب شده است. بخار پ از وارد شدن به کندانسور چگالیهده بارتر از ای ستون شیشه

باشهد. سهس درصهد شود که یک نهوع جداکننهده فهاز مهی ته میشده و به داخل یک مخزن نیم لیتری ریخ

رفالک تعیی خواهد کرد که چه مقدار از ای سیال دوباره به ستون برگردد و چه مقدار از ایه سهیال بهه

سهیال داخهل V10مخزن محصول باری برج جاری شود اگر شیر رفالک خاموش باشد با باز کهردن شهیر

در زیر مخزن جداساز یک شیر برای نمونهه گیهری قهرار شود.ی برج جاری میجداساز به مخزن محصول بار

به ترتیب برای تخلیه مخازن، محصول باری برج، خوراك و محصول پایی V9-V8-V4(. شیرهای V3دارد )

مشخصات آب و اتانول در جدول زیر آمده است. شود.برج استفاده می

ماده (g/molوزن مولکولی ) فرمول (g/cm3دانسیته )

787/3 C2H6O 37/46 اتانول

333/0 H2O 08 آب

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

8

شوند.خالصه شیرهایی که در طول آزمایش زیاد استفاده می

V6 وV7 تعیی فشار ستون بوسیله مانومتر V5 ورودی روتامتر

V3 تخلیه مخزن زیر کندانسور V12 ورودی اجکتور برای ایجاد خال

V10 اتانولآوری ورودی مخزن جمع V4 آوری الکلتخلیه مخزن جمع

پ از انجام آزمایش دستگاه از مواد تخلیه گردد. هشدار:

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

7

های الکترونیکی دستگاهآشنایی با قسمت

عدد دماسنج بر روی برج تعبیهه شهده 6ها، برای نمایش دمای جوش آورنده و باری برج و دمای سینی -0

ها و دوتای دیگر به ورودی و خروجهی کندانسهور سینی آور، سه تا بهبه جوشمربوط است. یک دماسنج

متصل شده است. که در جدول زیر خالصه شده است.

T1 T2 T3 T4

آب خروجی از کندانسوردمای آب ورودی به کندانسوردمای دمای بخار ورودی به کندانسور آوردمای جوش

خارج کرد و به سینی دیگهر منتقهل داد، بهدی توان از محل خود ها را به راحتی میهای روی سینیدماسنج

ترتیب که به آرامی کالهک مشکی نگهدارنده دماسنج را بچرخانید و باز نمایید، سس ، درپوش تعبیهه شهده

برای قرار دادن دماسنج، در سینی موردنظر را باز کنید و سنسور را در داخل آن قرار دهیهد و کالههک آن را

نمایید. به طور خالصه سنسسور را از یک سینی به سینی دیگر جابجا نمایید.دوباره بچرخانید و کمی سفت

برای روش کردن پمپ خوراك بر روی تابلو یک کلید قرار دارد با قرار دادن ای کلید در حالت روشه ، -2

پمپ خوراك روش شده و خوراك را به وسط برج می فرستد. برای جوش آورنده و رفالک نیز دوکلید

ابلو تعبیه شده است.بر روی ت

-( بکار برده مهی Refluxدر پایی جعبه برق دستگاه یک ولوم قرار دارد که برای تنظیم مقدار برگشتی ) -3

قابل خواندن است یکی دور دایره و یکی داخل یهک مربهع و در نهمیمه شود. دو عدد بر روی ای ولوم

و عددی که داخل مربع سیاه رنگ قرار دارد سیاه رنگ قرار دارد عددی که دور دایره قرار دارد رقم یکان

رقم دهگان است که جمعا مقدار درصد را نمایش می دهند. در صددرصد مقدار رفالک کهل محصهول

شود و در صفر درصد مقدار رفالک کل محصول به مخزن محصول بهاری به داخل ستون برگردانده می

برج ریخته می شود.

آورنهده از آن اسهتفاده یک ولیوم قرار دارد که برای تنظهیم تهوان جهوش بر روی تابلو فرمان ای دستگاه -4

شود. برای تغییر توان، به آرامی ولیوم را بچرخانید و برای محاسبه توان الکتریکی اعمال شده توسهط می

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

03

شود را در ههم های دیجیتالی نشان داده میدهندهجوش آورنده، مقادیر ولتاژ و آمسراژ که بر روی نمایش

ب کنید. نر

در کنار جعبه برق کلید خاموش و روش کردن کلی دستگاه قرار دارد.

قبل از روش کردن دستگاه به موارد زیر توجه کنید:

نما بارتر باشد(حتما داخل جوش آورنده به اندازه کافی خوراك ریخته شود. )از وسط آب-

از وصل شدن آب سرد و تخلیه به محل مناسب مطمئ شوید. -

اندازی دستگاه، بیش از نصف مخزن باید از آب و اتانول پر شود. ولیوم را بچرخانید تا ولتمتهر عهدد برای راه -

63آورنده توجه نمایید تا وقتی که دمها بهه )حدودی کافی است( را نشان دهد و با دقت به دمای جوش 233

دهد.را نشان 073درجه رسید، ولیوم را کاهش دهید تا ولتمتر حدودا عدد

0آزمایش

هدف: تعیی افت فشار در طول ستون

لیتهر از 03مخهزن را بها مول درصد اتانول تهیهه نماییهد. 53مول درصد آب و 53لیتری از 03یک مخلوط

T1مخلوط آماده شده پرکنید. درب مخزن را محکم ببندید و دستگاه را روش کنید و نمایش دهنده دمهای

لیتر در دقیقه بر روی روتامتر دیده شود. ولیوم مربهوط را 3را باز کنید تا فلوی V5را نگاه کنید. سس شیر

نشان دهنده گرم شدن مخلوط داخل جوش آور است. T1تنظیم گردد. دمای 083بچرخانید تا ولتمتر روی

ت اخهتالف کنهد. در ایه حاله را باز کنید. ای شیرها بار و پایی برج را به مانومتر متصل می V7وV6 شیر

وقتی مخلوط داخل جهوش آور گهرم شهد بخهار ببندید. V7وV6 فشاری دیده نخواهد شد. مجددا شیرهای

شهود و بعهد از میعهان وارد مخهزن جداسهاز کند. در ای حالت بخار وارد کندانسور میشروع به بار آمدن می

م مربهوط بهه رفالکه را تمامها در گردد. در ای حالت کلید رفالک را در حالت روش قرار دهید و ولهو می

پ از رسیدن محصول به سهر ریهز موجهود های ساعت بچرخانید تا رفالک کامل حاصل شود.جهت عقربه

در مخزن جداساز تمام محصول به داخل برج سرازیر خواهد شد ای محصول پ از سرازیر شدن بهه بهاری

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

00

ها( به حالت ثابت رسیدند ی که دماها )دمای روی سینیرود زمانلغزد و به پایی میها میبرج بر روی سینی

V3نرخ تبخیر بوسیله شیر توان گفت شرایط موازنه در برج برقرار گشته و حالت پایا برقرار گردیده است.می

باشد. برای ای منظور ابتدا رفالکه را خهاموش کنیهد )کلیهد رفالکه را در ونهعیت گیری میقابل اندازه

تر هدایت کنید و شیر آن را د( و کل محصول جمع شده در زیر کندانسور را به مخزن پایی خاموش قرار دهی

را بهاز کنیهد و محصهول را V3دقیقه( با استفاده از کرنومتر، شیر 5ببندید. سس در فواصل مشخص )مثال

یبها واحهد سی بریزید. ای عمل را تا جایی تکرار کنید که به یهک عهدد تقر سی 253داخل یک فرف مدرج

را باز کرده و میزان اختالف فشار را V7و V6گیری دبی ایجاد محصول برسید در ای حالت شیر برای اندازه

ولتمتهر تکهرار 083و 073های ای عمل را برای ولیوم را ببندید. V7و V6 یادداشت کنید. مجددا شیرهای

نمودار دمای سیال روی هر سینی را یادداشت کنید.کنید و در هر مرحله میزان نرخ تبخیر و اختالف فشار و

و تحلیهل کنیهد. بهه عهالوه نموده و نمودار نرخ تبخیر برحسب توان برج را رسم برحسب توان برج افت فشار

دمای میانگی برج را در هر حالت تعیی نمایید.

Boilup rate

(ml/s) Pressure

drop

(cm-H2O)

T6

(°C)

T5

(°C)

T4

(°C)

T3

(°C)

T2

(°C)

T1

(°C)

I

(A)

V

(v) Time

(s)

V

(ml)

Average Pressure drop Boilup rate Power

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

02

temperature

(°C)

(cm-H2O) (ml/s) I*V (kw)

2آزمایش

در شرایط رفالک کامل هدف: تعیی بازده کل ستون

برای انجام ای ازمایش بهه مول درصد اتانول تهیه نمایید. 53مول درصد آب و 53لیتری از 03یک مخلوط

03باشد. جهوش آورنهده را از مخلهوط متر نیاز میسی، یک کرنومتر و یک دانسیتهسی 253یک ارل مدرج

لیتری پر کرده و درب سفید رنگ آنرا محکم ببندید. رفالک را روش کهرده و در حالهت صهد درصهد قهرار

دقیقه 03کاهش دهید. دستگاه را برای 083دهید هیتر را با حداکثر توان روش کنید و سس ولیوم را به

دد. همانطور که در آزمایش قبل گفته شده نرخ تبخیر را بدست آورید. رها کنید تا به موازنه در برج برقرار گر

خالی کنید. سس در فواصل مسهاوی V3ابتدا رفالک را قطع کنید و محتویات مخزن جداساز را به وسیله

سهید. بهه خهاطر گیری کنید تا بهه عهدد واحهدی بر اندازه V3مقدار محصول را به وسیله نمونه گیری با شیر

به مقدار زیهاد نمونهه گیهری میلی لیتر از ماده داخل لوله را دور بریزید. 03گیری نمونهشید قبل از داشته با

آور نیهز یهک نکنید زیرا ای عمل باعث بر هم خوردن موازنه جرم در طول ستون خواهد شد از مخزن جهوش

گیهری کنیهد. از پهایی و زهمتهر انهدا های تهیه شده را بوسیله دانسیتهنمونه تهیه کنید. سس خلوص نمونه

بار تکرار کنید. دماها را یادداشهت کهرده و میهانگی 2دقیقه یک نمونه گرفته و ای کار را 03باری برج هر

های موجود به دست آورده و رانهدمان های تئوری را به وسیله داده تعداد سینیدمای ستون را محاسبه کنید.

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

03

نجام محاسبات برج تقطیر، بایستی درصد حجمی خلهوص محصهورت دقت شود برای ا برج را محاسبه کنید.

به مولی یا جرمی تبدیل شود.

Boilup rate

(ml/s) خلوص پایی

Volumeبرج )

%)

خلوص باری

برج

)Volume

%(

T6

(°C)

T5

(°C)

I

(A)

V

(v)

شرایط عملکرد

و مقدار برج

رفالک Time

(s)

V

(ml)

3آزمایش

هدف: تعیی بازده کل ستون در شرایط رفالک متفاوت

برای انجام ای ازمایش بهه مول درصد اتانول تهیه نمایید. 53مول درصد آب و 53لیتری از 03یک مخلوط

Evaporatorمتهر نیازمنهد هسهتید. جهوش آور ) سی، یک کرنومتر و یک دانسهیته سی 253یک ارل مدرج

tank لیتری پر کنید و درب آنرا محکم ببندید. ابتدا توان هیتر را روی صهد درصهد تنظهیم 03( را از مخلوط

کهم کنیهد. دسهتگاه را روی 083کنید و به محض جاری شدن رفالک توان را با کم کردن ولیوم تا مقهدار

نید تا شرایط موازنه در ستون ایجاد شود.دقیقه دستگاه را رها ک 03حالت رفالک کامل قرار دهید و حدود

83های مختلف رفالک انجام گردد برای ایه منظهور ابتهدا مقهدار رفالکه را روی ای آزمایش در نرخ

گهردد. وارد ستون و وارد مخزن محصول باری برج می 0به 5تنظیم نمائید. در ای حالت محصول به نسبت

نمونه تهیه کنید. هیچگاه بیش از حد نمونه برداری نکنید. V2و V3 یرهای از بار و پایی ستون به وسیله ش

بار از بهار و پهایی 2دقیقه و 03ها ممک است داغ باشند. ای نمونه برداری را هر توجه داشته باشید نمونه

متهر رسهید ها به دمهای مجهاز دانسهیته برج انجام دهید و دماها را یادداشت کنید. پ از آن که دمای نمونه

متر( درصد آن را تعیی نمایید و دمای میهانگی بهرج را محاسهبه کنیهد. ایه )دمای نوشته بر روی دانسیته

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

04

ههای تعهداد سهینی های مختلف هیتر تکرار کنید تا رنج کامل عملکرد برج را پوشش دهد.آزمایش را با توان

برج را محاسبه کنید.های موجود به دست آورده و راندمان تئوری را به وسیله داده

Boilup rate

(ml/s) خلوص پایی

Volumeبرج )

%)

خلوص باری

برج

)Volume

%(

T6

(°C)

T5

(°C)

I

(A)

V

(v)

شرایط عملکرد

برج و مقدار

رفالک Time

(s)

V

(ml)

4آزمایش

شرایط تقطیر پیوستههدف: تعیی بازده کل ستون در

25مول درصد اتانول در مخزن خوراك بریزید به مقدار کافی مخلوط دو جزیی حهاوی 65لیتر از مخلوط 5

برسد V1آور بریزید تا به سطح سرریز شیر تهیه کنید و داخل جوش مول درصد آب 75مول درصد اتانول و

سی، یک سی 253زمایش به یک ارل مدرج آبرای انجام ای را باز کنید.V1 درب آن را محکم ببندید. شیر

کهه T1را در حالت روش قرار دهید نمایشهگر دمهای Boilerکلید باشد.متر نیاز میکرنومتر و یک دانسیته

را باز نموده تا آب سرد در کندانسور جریان یابد و فلوی V5دمای جوش آورنده است، نگاه کنید. سس شیر

3ی فلومتر را رو / minlit.ولیوم مربوط به تنظیم توان هیتهر را کهامال در جههت عقربهه ههای تنظیم نمایید

رود در ساعت بگردانید تا توان هیتر صد درصد گردد. وقتی بخار بار آمد دمای سنسورها به سهرعت بهار مهی

حالت روش قرار دهیهد و ولهوم آن را کنیم دکمه رفالک را دراینجا آزمایش را با رفالک کامل شروع می

های ساعت بگردانید تا رفالک صد در صد حاصل شود. توان هیتر را روی نصف قهرار دهیهد. در جهت عقربه

درصد تنظیم نماییهد پمهپ خهوراك را روشه 83دقیقه به حال خود ماند رفالک را روی 05وقتی ستون

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

05

دههد مپ در بیشتری حالت شهش لیتهر بهر سهاعت را مهی نمایید و آن را روی یک سوم تنظیم کنید چون پ

پهایی بهرج را بهاز V1وقتی ولوم آن را روی یک سوم تنظیم کنید دو لیتر بر دقیقه خهواهیم داشهت. شهیر

از محصول باری بهرج V3لیتر از مخزن خوراك به داخل ستون منتقل شد بوسیله شیر 3وقتی حدود کنید.

بهار تکهرار 5دقیقه تها 03از پایی ستون نمونه تهیه کنید ای عمل را هر V2ر نمونه تهیه کنید بوسیله شی

تنظهیم شهود( 083و 073، 063های مختلف )مثال ولیوم بهر روی توانید ای آزمایش را برای توان می کنید.

را بهه ههای تئهوری انجام دهید به طوری که بازه عملکرد برج را پوشش دهد. برای ای آزمایش تعداد سهینی

های موجود به دست آورده و راندمان برج را محاسبه کنید.وسیله داده

Boilup rate

(ml/s) خلوص پایی

Volumeبرج )

%)

خلوص باری

برج

)Volume

%(

T6

(°C)

T5

(°C)

I

(A)

V

(v)

شرایط عملکرد

برج و مقدار

رفالک Time

(s)

V

(ml)

5آزمایش

انجام شود( 5)در صورت وقت کافی آزمایش خال هدف: تعیی بازده کل ستون در شرایط تقطیر پیوسته و

بهار 2/3ای مرحله مشابه مرحله قبل است با ای تفاوت که کمسرسور باید به اجکتور برج وصل شهود و خهال

آزمایش انجام شود. برای انجام ایه ازمهایش بهه یهک ارله های حرارتی پایی در برج ایجاد گردد و در توان

مول درصد اتهانول در 65لیتر از مخلوط 5 باشد.متر نیاز میسی سی، یک کرنومتر و یک دانسیته 253مدرج

مهول درصهد آب 75مول درصهد اتهانول و 25مخزن خوراك بریزید به مقدار کافی مخلوط دو جزیی حاوی

ماند که بر روی ریبویلر نصهب شهده ربریزید تا به سطح محلول به لوله خروجی تهآوتهیه کنید و داخل جوش

آور نصهب شهده اسهت را بهاز نماییهد تها ای که بر روی جوشاست، برسد درب آن را محکم ببندید. شیر لوله

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

06

را Boilerکلیهد ای را مشاهده کنید و آن را مجددا ببندید.آور به داخل مخزن شیشهریخت محلول از جوش

که دمای جوش آورنده است، تنظیم کنیهد سهس T1در حالت روش قرار دهید نمایشگر دما را روی دمای

2شیر زیر روتامتر را باز نموده تا آب سرد در کندانسور جریان یابد و فلوی فلهومتر را روی / minlit تنظهیم

های ساعت بگردانید تا توان هیتر صد درصد در جهت عقربهولوم مربوط به تنظیم توان هیتر را کامال نمایید.

ها به سرعت بار می رود در اینجا آزمهایش را بها رفالکه گردد. وقتی بخار بار آمد دمای سنسورهای سینی

ههای سهاعت کامل شروع می کنیم دکمه رفالک را در حالت روش قرار دهید و ولوم آن را در جهت عقربه

دقیقهه بهه 03وقتی سهتون صد در صد حاصل شود. توان هیتر را روی نصف قرار دهید.بگردانید تا رفالک

درصد تنظیم نمایید پمپ خوراك را روش نمایید و آن را روی یک سوم 83حال خود ماند رفالک را روی

دهد وقتی ولهوم آن را روی یهک سهوم تنظیم کنید چون پمپ در بیشتری حالت شش لیتر بر ساعت را می

لیتر 0وقتی حدود ماند پایی برج را باز کنید.تنظیم کنید دو لیتر بر دقیقه خواهیم داشت. شیر خروجی ته

آور از مخزن خوراك به داخل ستون منتقل شد از محصول باری برج نمونه تهیه کنید بوسیله شیر زیر جوش

توانید ایه آزمهایش را بار تکرار کنید. می 2دقیقه تا 03نیز از پایی ستون نمونه تهیه کنید. ای عمل را هر

های مختلف هیتر انجام دهید به طوری که بازه عملکرد برج را پوشهش دههد. اکنهون جهدول زیهر برای توان

ههای موجهود بهه دسهت آورده و های تئهوری را بهه وسهیله داده برای ای آزمایش تعداد سینی کامل نمایید.

راندمان برج را محاسبه کنید.

Boilup rate

(ml/s) خلوص پایی

Volumeبرج )

%)

خلوص باری

برج

)Volume

%(

T6

(°C)

T5

(°C)

I

(A)

V

(v)

شرایط عملکرد

برج و مقدار

رفالک Time

(s)

V

(ml)

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

07

سوارت:

را نام برده و هر یک را شرح دهید. تقطیر فرآیندهای انواع -0

در مورد مایع برگشتی و انواع آن تونیح دهید. -2

دهید.یک برج آکنده را شرح برای اجزای رزم -3

را بیان کنید. ها بر راندمان برجتاثیر مشخصات آکنده در برج تقطیر کنده، -4

چقدر است؟مول درصد اتانول 53مول درصد آب و 53لیتری از 03برای مخلوط حجم آب و اتانول موردنیاز -5

برج جذبدستگاه

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

08

مقدمه

عملیات جذب نوعی عملیات غیرمستقیم است که در آن تماس گاز با فاز مایع حالل در یک واحهد عملیهاتی

گیرد. پ از تماس دو فهاز، انتقهال جهرم جهزء یها به صورت موازی و همسو یا موازی و غیرهمسو صورت می

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

07

اجزاء خاص از فاز گاز به فاز مایع صورت گرفته و در مایع حل می شوند. پ از جذب، حل شده با تقطیهر از

ای مایع بازیابی می شود و مایع جاذب را می توان دور ریخت یا دوباره مورد استفاده قرار داد. گاهی حل شده

را که برعک جذب گاز است، واجذبی از مایعی بر اثر تماس مایع با یک گاز بی اثر حذف می شود؛ ای عمل

جذب گاز فرایندی است که در آن یک مخلوط گازی در تماس بها یهک حهالل گویند. یا عریان سازی گاز می

ی را در خود حل کنهد. اغلهب لوط گازمایع قرار می گیرد تا به طور انتخابی یک یا چند جزء مورد نظر از مخ

-شده و به عنوان حهالل مهایع عمهل مهی دارند که به فرایند وارد فرایند های جذب به یک ماده خارجی نیاز

.شوددو فرایند به طور همزمان بررسی می نماید. نظر به اینکه اصول فرایندهای جذب و دفع یکسان است هر

برج های جذب و دفع گاز

گاز از پایی و مایع از بار وارد برج شده و انتقهال .های تقطیر استبرج جذب دقیقاً همانندهای نحوه کار برج

ها تقویت می شود. دستگاه متداول در جذب گاز برج پرک است. ای دستگاه جرم بی فازها به وسیله پرک

توزیع آن در قسمت تحتانی، ای تشکیل شده که شامل ورودی گاز و فضایی برای از یک ستون یا برج استوانه

های گاز و مایع به ترتیب در قسمت فوقانی و تحتانی و خروجی کننده در قسمت فوقانی،ورودی مایع و توزیع

.های برج استای به نام پرک توده جامد نگه دارنده

ری باشهد توسهط توزیهع کننهده در بها مایع ورودی که حاللی خالص یا محلول رقیقی از ماده حل شهده مهی

ها را به طور یکنواخت مرطوب می کند. گاز حاوی ماده حل شهده یها شود و سطوح پرک ها توزیع میپرک

گاز غنی شده، وارد فضای زیر پرک ها می شود و مخالف جریان مایع از روزنه های موجود در پرک هها بهار

ماس نزدیهک بهی فازهها را تقویهت پرک ها سطح تماس زیادی بی مایع و گاز فراهم می کنند و ت .رودمی

شود جذب و گاز رقیهق از بهار ای که وارد برج میماده حل شده در گاز غنی شده توسط مایع تازه .نمایندمی

.گرددتر میچه مایع به طرف پایی برج حرکت می کند از ماده حل شده غنی خارج می شود. هر

شرح دستگاه

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

23

شده، یک پمپ، یک مخزن آب، دو مهانومتر، یهک همسهل، سهه عهدد پرطور کلی از یک ستون ای دستگاه به

CO2شود. مخهزن روتامتر و یک تابلو فرمان تشکیل شده است. هوای سیستم توسط یک کمسرسور تامی می

شهود. آب توسهط پمهپ متصل می CO2باشد که توسط یک شیلنگ به روتامتر صورت یک کسسول مینیز به

-تهوان بهه قرار دارد کهه مهی Bypassشود در ای مسیر یک شیر رشده پمساژ میمخزن آب به باری ستون پ

وسیله ای شیر ای مقداری از آب پمساژ شده توسط پمپ را به مخزن آب برگرداند. در شرایط کارکرد پمهپ

ار شود بهه پمهپ فشه حتما باید شیر جریان برگشتی تا مقداری باز باشد زیرا زمانی که شیر روتامتر بسته می

قرار داده شده است تا آب از پمهپ خهارج شهود و Bypassآید و ممک است آسیب ببیند به همی دلیل می

سیستم آسیبی نبیند.

پ از جریان برگشتی، یک شیر و یک عدد روتامتر درمسیر جریان آب به باری برج قرار داده شده است تها

شود و از باری ستون بر روی رده و وارد ستون پر شده میبتوان دبی را کم و زیاد نمود. آب از روتامتر عبور ک

-گردد و توسط یک شیلنگ به دستگاه متصل میهوای دستگاه از یک کمسرسور تامی می ریزد.ها میآکنده

تهوان مقهدار دبهی ههوا را گردد. با ای شیر مهی شود. سس هوا وارد یک شیر شده و از شیر وارد روتامتر می

اکسهید کهرب و ههوا راهی قرار داده شده است. در ای سه راهی گاز دیاز روتامتر یک سهپ تنظیم نمود.

مورد نیاز توسهط یهک CO2شود. گاز به زیر ستون تزریق می CO2مخلوط شده و بعد از آن هوای دارای گاز

شهده و شود. در مسیر گاز نیز یک روتامتر کوچهک نصهب کسسول که به دستگاه متصل شده است تامی می

-توان دبی گاز را تنظیم نمود. په از ایه روتهامتر گهاز دی باری روتامتر یک شیر قرار دارد با ای شیر می

گردد.شود و با هوا مخلوط میاکسیدکرب به سه راهی وارد می

(( و یهک همسهل بها یهک 0بر روی صفحه مشکی رنگ دستگاه دو عدد مانومتر )مانومتر سمت چپ= مانومتر)

( به باری برج و شاخه دیگر آن به شهاخه سهمت چهپ 0ب شده است. شاخه سمت چپ مانومتر )سرنگ نص

دیگهر ( بهه ههم 2( و شاخه سمت چپ مانومتر )0( متصل شده است. شاخه سمت راست مانومتر )2مانومتر )

( بهه پهایی بهرج متصهل 2شاخه راست مانومتر ) شود.ها به وسط برج متصل میمتصل و هر دوی ای شاخه

تهوان اتصهال وسهیله آن مهی شده است. در محل اتصال هر شاخه به برج یک شیر قرار داده شده است که بهه

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

20

( و دو شیر بهر 0مانومترها یک شیر بر روی مانومتر ) مانومتر به برج را قطع و وصل نمود. در باری نگهدارنده

ا به اتمسفر )هم ارتفاع( وصل نمهود تها توان مانومترها ر( نصب شده است. با ای سه شیر می2روی مانومتر )

هم فشار گردد. بدی منظور در زمانی که مسیر جریان آب و هوای ورودی به برج بسته اسهت بایهد ههر سهه

هها برابهر شهود. در زمهان شاخه فشار اتمسهفری شهود و ارتفهاع 4شیر را همزمان باز نمود تا فشار هوا در هر

( مشهخص شهده اسهت حتمها 3و 2و 0های )ری مانومتر که با شمارهکارکرد برج باید سه شیر نصب شده با

پاشد.بسته شود زیرا با افزایش فشار، آب مانومتر به بیرون می

هرگاه بخواهیم اختالف فشار بار و پایی برج را با وسط آن تعیی نماییم کافی است شیر وسط بهرج و شهیر

چنی برای تعیی اختالف فشار پایی و وسط برج، شهیر شهاخه باری برج متصل به مانومتر را باز نماییم. هم

نمهاییم و در ههر حالهت بایهد مانومتر متصل شده به پایی برج و شیر شاخه متصل شده به وسط را بهاز مهی

اختالف فشار را از روی مانومتر مطالعه نمود.

شد. گوی سهمت چهپ همسهل باابزار دیگری که برروی صفحه مشکی دستگاه قرار دارد یک همسل می: همسل

باشد. ای گوی باید از سود سوزآور یک مورر پر شهود و دارای ارتفاع کمتری نسبت به گوی سمت راست می

بر روی بورت بار بیاید. گوی سمت راست همسل نیز به هوای اتمسفر متصل اسهت. 8دقیقا سود باید تا عدد

تهوان نمونهه ههوا را از بهار، وسهط و سررنگ میدر سمت چپ همسل یک سرنگ قرار داده شده است. با ای

پایی برج گرفت و مقدار آن را توسط همسل مشخص نمود. در باری همسل در یک چهارراههه یهک شهاخه از

دیگهر ههم همسل، شاخه مسیر سرنگ، یک شیر و یک شیلنگ نارنجی در یک مکعب مستطیل سفید رنگ بهه

گیری هوای ورودی یها خروجهی از بهرج تعبیهه شهده اسهت. ایه شود. شیلنگ نارنجی برای نمونهمتصل می

شود یک شاخه به باری برج، یک شاخه به وسط بهرج و شهاخه دیگهر بهه پهایی بهرج شیلنگ سه شاخه می

ها باز باشهد تها بتهوان از متصل شده است در مسیر هر شاخه یک شیر قرار داده شده که باید فقط یکی از آن

.گیری نموددستگاه نمونه

-ها با سود پر مهی ای ساخته شده است که یکی از ای گویهمسل از دو گوی شیشه :روش استفاده از همسل

هها را پهر ها از هوا تخلیه شود و جریان هوای داخهل بهرج، لولهه شود. برای استفاده از ای ابزار باید مسیر لوله

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

22

کهه مشخص شده است. برای ایه 3و 2، 0های شود که با شمارهدر باری همسل سه شیر مشاهده می نماید.

گیری شود، کافی است شیر محل موردنظر باز و بقیهه شهیرها بسهته باشهد. از بار، پایی و یا وسط برج نمونه

را بهاز 0را بسته و شیر 2باز باشد. سرنگ را از هوا پر کنید، شیر 2بسته و شیر 3و 0گیری شیر برای نمونه

را باز کنید و سرنگ را پر کنیهد 2را بسته و شیر 0ه هوا تخلیه کرده، دوباره شیر نمایید و سس سرنگ را ب

را ببندید و با دقت سرنگ را پر کنیهد 0بار ای عمل را تکرار نمایید. اکنون شیر 3و به اتمسفر تخلیه کنید.

نگ برابهر فشهار ههوا ثانیه، تا فشار داخل سر 3)در حد را یک لحظه باز کرده 0را بسته و شیر 2سس شیر

)دقهت درون همسل تزریق نمایید. را باز نمایید و گاز داخل سرنگ را به 3گردد( و دوباره ببندید، سس شیر

را ببندیهد و مطهابق 3شود که ای گاز باید به آرامی تزریق شود که در شاخه دیگر حباب ایجاد نشود.( شیر

3باید کامال بسته باشهد و شهیر 2و 0نمایید. اکنون شیر سی گاز به داخل همسل تزریق سی 53مرحله قبل

را بسته و گهاز را بهه ههوای بیهرون تخلیهه 3سی گاز را از داخل همسل بکشید و شیر سی 53باز باشد. دقیقا

سهی گهاز بکشهید و آن را بها سی 53را باز نمایید و مطابق مرحله قبل 3را بسته، شیر 0نمایید، دوباره شیر

ای بیرون تخلیه نمایید. حال به ارتفاع سود سوزآور موجود در داخل همسل توجهه نماییهد. ارتفهاع دقت به هو

لیتر یادداشت کنیهد و میلی 0/3متر( تغییر کرده است، ای تغییر حجم را با دقت میلی 3)مثال حدود محلول

آیهد. ایه عمهل را دسهت مهی متر هوایی که به داخل همسل تزریق کردید، بهمیلی 033با تقسیم ای عدد بر

اکسید کرب را تعیی نمایید. برای بار و پایی برج نیز تکرار کنید و درصد حجمی گاز دی

تزریق گاز به همسل باید به آرامی و با دقت زیاد انجام شود تا در شاخه دیگر آن حباب ایجهاد نشهود، هشدار:

رد.در صورت ایجاد شدن حباب تزریق باید از اول انجام گی

0آزمایش

وسط -وسط و پایی -را روی عدد موردنظر تنظیم کرده و سس مقدار افت فشار بار CO2دبی آب، هوا و گاز

وسط بهرج را -وسط و پایی -بارستون جذب را در جدول زیر یادداشت کنید. در هر حالت منحنی افت فشار

برحسب دبی رسم و تحلیل نمایید.

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

23

دبی آب

l/min

دبی هوا

m3/h

دبی

CO2

l/min

Pressure

drop

(cm-H2O)

وسط-بار

Pressure

drop

(cm-H2O)

وسط-پایی

دبی آب

l/min

دبی هوا

m3/h

CO2دبی

l/min

Pressure

drop

(cm-H2O)

وسط-بار

Pressure

drop

(cm-H2O)

وسط-پایی

2آزمایش

را روی عدد موردنظر تنظیم کرده و سس با استفاده از همسل و سود، میزان جهذب CO2دبی آب، هوا و گاز

-در برج و با فرض سینی CO2خط تبادل برج را رسم کرده و براساس میزان جذب را تعیی کنید. CO2گاز

های تعادلی را محاسبه کنید.داربودن برج تعداد سینی

دبی آب

l/min

دبی هوا

m3/h

دبی

CO2

l/min

NaOHتغییر ارتفاع

(cm)

باری برج

وسط برج

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

24

پایی برج

باری برج

وسط برج

پایی برج

باری برج

وسط برج

پایی برج

3آزمایش

سس در ای شهرایط عملکهرد بهرج، دبی آب و هوا را طوری تنظیم کنید که شرایط طغیان در برج رخ دهد.

مقدار افت فشار را تعیی نمایید.

سوارت:

ها را شرح دهید.های جذب و نحوه طراحی آنانواع برج -0

را بیان کنید. عوامل موثر بر میزان جذب گاز -2

ب چه معیارهایی باید مدنظر قرار گیرند؟های جذانتخاب حالل در برجبرای -3

ی منظم و نامنظم تونیح دهید.در مورد افت فشار در بسترهای آکنده -4

تاثیر دبی مایع بر افت فشار بسترهای آکنده هنگام عبور گاز را بیان کنید. -5

د کرد؟ی طغیان چیست و برای جلوگیری از ایجاد آن چه بایی پدیدهعامل ایجادکننده -6

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

25

ایدو مرحله یتبخیرکنندهدستگاه

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

26

مقدمه

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

27

ها در صنایع گوناگون برای کسانی که با آنها سروکار دارند پوشیده نیسهت، مخصوصها در اهمیت تبخیرکننده

آنهها را زیسهت. محیط های نامرغوب و جلوگیری از ورود آنها بههای نفت و گاز برای استفاده از آبپاریشگاه

های سهروی بهرای شستشهو آورند که آبهای سروی در میصورت آب مقطر یا آب کنند و به بازیافت می

ههای تواند در دیهگ های گوناگون داشته باشد که از جمله میتواند استفادهمقطر می شود، اما آباستفاده می

ای گوناگونی وجهود دارد کهه یکهی از آنهها هبخار برای تهیه بخار استفاده شود، لذا برای تهیه آب مقطر روش

گیرد.ای صورت میهای چند مرحلهروش تبخیر است که در تبخیرکننده

تبخیر یا غلیظ کردن یک محلول، شامل یک ماده حل شونده غیرفرار و یهک حهالل فهرار اسهت. در اکثریهت

شهود. حلول غلهیظ تولیهد مهی شود و یک متبخیرها، حالل ما، آب است. در تبخیر، بخشی از حالل، بخار می

ماند مایع است )بعضی اوقات کند، زیرا در تبخیر کردن، آن چه باقی میتبخیر کردن با خشک کردن فرق می

مایعی با لزجی سطح بار( نه یک جامد. همی طور تبخیر با تقطیر نیز فرق دارد، زیرا در تبخیر معمور بخهار

مخلوط است، هیچ کوششی در مرحله تبخیر بهرای جداسهازی آب، خالص است و حتی هنگامی که بخار آب

گیرد. تبخیر با بلورسازی نیز تفاوت دارد، زیرا در تبخیهر تککیهد بخار آب در قسمت های مختلف صورت نمی

برغلیظ کردن محلول است نه برشکل دادن و ساخت بلورها در ونعیت معی ، مثال در تبخیر آب نمک برای

بی تبخیر و بلورسازی خیلی دور از نوك تیز بودن اسهت.معمور، در تبخیهر، مهایع تولید نمک معمولی، خط

شود، اما در یهک ونهعیت ویهژه، غلیظ، محصول با ارزشی است و بخار آب بعد از چگال شدن دور ریخته می

عک ای مطلب صادق است. آب حاوی مواد معدنی اغلب برای مصرف در بویلرها، فرایندهای ویژه و مصرف

شود، امها از انسان، تبخیر می شود و محصول عاری از مواد جامد است. ای روش اغلب، تقطیر آب نامیده می

باشد. فرآیندهای تبخیر در مقیاس بزرگ توسعه یافته است و بهرای تهیهه آب شهیری از دید فنی، تبخیر می

می شود و بهاقی مانهده بهه دریها آب دریا به کار می رود. فقط مقدار کمی از کل آب تغذیه بازیافت و شیری

گردد.برمی

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

28

عملیات یک مرحله ای و چند مرحله ای

ها به وسیله بخار چگال شونده برروی لوله ههای فلهزی، حهرارت داده مهی شهوند. تقریبها بیشتر تبخیرکننده

بهار 3ی زیهر همیشه موادی که تبخیر می شوند، درون لوله ها جریان دارند. معمور بخار، در فشار پایی یعن

می باشد. کاهش دمای جوش مایع، اختالف دما بی بخار و مایع جوشنده را افهزایش مهی دههد کهه موجهب

افزایش نرخ انتقال حرارت در تبخیر کننده می شود. در تبخیر کننده های یک مرحله ای، بخهار بهه صهورت

ای برای تبخیر یهک پونهد آب حهدود غیر مؤثر استفاده می شود )کارایی پایی (. در تبخیر کننده یک مرحله

ای، بخار آب تولید شده بها بخهار یک تا یک و سه دهم پوند بخار مصرف می شود. در تبخیر کننده دو مرحله

گیهرد. در ایه مرحلهه بخهار آب ورودی به سیستم، ترکیب می شود و در مرحله دوم مورد استفاده قرار مهی

به سیستم تقریبا دوبرابر است. به طورکلی، روش عمومی افزایش تولید شده به وسیله واحد جرم بخار ورودی

ههای تبخیرکننهده هها، بهی منبهع بخهار و تبخیر در واحد جرم بخار ورودی به سیستم، با استفاده از سهری

چگالنده، تبخیر چند مرحله ای نامیده می شود.

به مهایع تبهدیل مهی شهود و دور وقتی از یک تبخیر کننده استفاده شود، بخار حاصل از مایع در حال جوش

باشد. اگر ای گویند که روش ساده و با هزینه ساخت پایی میشود. به ای روش، تبخیر یک مرحلهریخته می

بخار خروجی از یهک تبخیهر کننهده وارد محفظهه بخهار تبخیرکننهده دیگهری شهود و بخهار حاصهل از ایه

ایهم، امها بخهار حاصهل از تگاه تبخیرکننده استفاده کهرده تبخیرکننده وارد مبرد گردد، در ای عمل از دو دس

-مرحله اول به جای دور ریخته شدن وارد یک تبخیرکننده دیگر می شود و در آنجا صرف تبخیر محلول می

تقریبهاً دو برابهر utility ایم. یعنی با همان میزان بخار ورودی ازشود. در ای حالت اقتصاد بخار را بهبود داده

یابد، یعنی انرژی کمتری نیاز است حال ایم. با ای کار هزینه عملیاتی کاهش میخیر قبل انجام دادهمرتبه تب

آنکه هزینه ساخت دستگاه افزایش یافته است.

ایشرح دستگاه تبخیرکننده دو مرحله

به طور کلی ای دستگاه از دو قسمت مجزا تشکیل شده است.

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

27

دیگ بخار -0

کننده های تبخیرکننده و سردستون -2

ای دستگاه برای تولید بخار با فشار یک بار نسبی طراحهی شهده اسهت. کهه شهامل یهک دستگاه دیگ بخار:

بنهدی باشد. در داخل دیگ بخار یک عدد هیتر نصب شده است. بهر روی مخهزن عهایق بندی میاستوانه عایق

و آب مقطهر بهه داخهل آن تزریهق توان در مخزن را از آن جدا شده، یک دریچه قرار دارد که به وسیله آن می

نمود. دقت گردد که دریچه باید دقیق و محکم بسته شود. بر روی ای مخزن یک عدد فشارسنج گهیج نصهب

کننهده دهد. در کنار فشارسنج یک عهدد کنتهرل شده است که در هر لحظه فشار داخلی مخزن را نمایش می

است دستگاه تابلو فرمان نصب شده که بهر روی ایه کند. در سمت رقرار دارد که فشار سیستم را کنترل می

کند.تابلو یک کلید سه فاز قرار دارد و ای کلید هیتر داخل مخزن را روش و خاموش می

درصد دیگ بخار را از آب مقطر پر نمایید. 75: حتما 0هشدار

کنهد، در اموش مهی : در صورتی که سطح آب، از سطح هیتر کمتر شود، دستگاه خودکار هیتهر را خه 2هشدار

کند، در صورتی که کلیهد صورتی که سطح آب از سطح هیتر کمتر شود، دستگاه خودکار هیتر را خاموش می

یابهد، شود و یا فشار از روی صفر بار، افزایش نمیدستگاه را روش نمایید و مشاهده کنید که مخزن گرم نمی

درصد از آب پر نمایید. 75آب مخزن کمتر از سطح هیتر بود و باید مخزن را تا

باشد.فاز می 3: برق ورودی به دستگاه 3هشدار

: زمانی که مخزن از آب خالی شده، هرگز هیتر ان را روش نکنید چون ممک اسهت باعهث آسهیب 4هشدار

دیدن هیتر دیگ شود.

فشارسهنج، ای دستگاه از دو ستون شفاف، یک عدد کندانسور، یک عهدد :دستگاه تبخیرکننده دو مرحله ای

های متفاوت تشکیل شده است. در داخل هر ستون یهک عهدد کویهل دو دماسنج و تعدادی شیر و مسیر لوله

شود و کویل حرارتی تعبیه شده است. کویل مخزن اول )سمت راست( با بخار مستقیم از دیگ بخار تغذیه می

دو ستون یک دماسنج نصهب شهده کهه شود. بر روی زیر هر مخزن دوم با استفاده از بخار ستون اول گرم می

گیری نمایید، کهافی اسهت شوند. در صورتی که بخواهید دما را اندازهمستقل از همدیگر، خاموش و روش می

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

33

را فشار دهید تا خاموش OFFدماسنج را فشار دهید و سس دما را از روی آن بخوانید، سس دکمه ONکه

هها، وارد ماند تبخیرکنندههای بخار و تهنصب شده که خروجیدر قسمت زیر ستون، یک عدد کندانسور شود.

گردد. دقت گردد کهه اجهازه ندهیهد، ای مبدل حرارتی )حمام آب( شده و سرد و سس از دستگاه خارج می

بار تجاوز نماید. در صورتی که از ای مقدار، فشار بیشتر شود، باید مسهیر بخهار 0.3فشار مخزن شفاف اول از

ن شفاف دوم را باز نموده تا بخار باری مخزن وارد کویل شود و فشار مخزن کاهش یابد. بهه طهور کویل، مخز

های قطعات دستگاه به قرار زیر است.کلی اندازه

0هها میلیمتر، طول کویل 004میلیمتر، قطر مخزن شفاف سمت چپ 003قطر مخزن شفاف سمت راست

باشد.میلیمتر می 8متر و قطر آن

گیری هدایت الکتریکی محلول ارایه شهده اسهت، زمهانی کهه غلظهت امهالح در : ای ابزار برای اندازههدایتمتر

گیری هدایتمتری آّب به عنوان مثال با اندازهدهد. محلول بیشتر باشد، ای ابزار هدایت بیشتری را نمایش می

شود.میکرو زیمن بر روی نمایشگر ابزار مشاهده می 23مقطر، حدودا عدد

شیرهای دستگاه به شرح زیر است.

V1شود.: شیر روی دیگ بخار، با باز کردن ای شیر بخار از دیگ خارج می

V2ورودی آب شهری به مخزن اول :

V3ورودی آب شهری به کندانسور :

V4خروجی مایع از زیر مخزن شفاف :

V5خروجی محلول از مخزن شفاف دوم :

V6مخزن دوم : ورودی بخار از مخزن اول به کویل

V7ورودی محلول از مخزن اول به مخزن دوم :

V8خروجی بخار از مخزن اول به اتمسفر :

V9خروجی بخار از مخزن دوم :

V10خروجی بخار از مخزن اول و دوم به اتمسفر :

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

30

روش انجام آزمایش

دیگ بخار را روش کنید. -0

سانتیمتر از آب پر شود و سس ببندید. 35را باز کنید تا مخزن شفاف اول تا ارتفاع V2شیر -2

V4گیری نمایید. برای ای کار شیر یک نمونه از آب ورودی )آب شهری را برداشته و هدایت آن را اندازه -3

گیری نمایید.( اندازهرا باز کرده و یک نمونه از آب آن را بر دارید و و با هدایتمتر، هدایت الکتریکی آن را

بوده است. µs 877ای مقدار برای آب تهران )آب غیرآشامیدنی( حدود

را باز نمایید تا آب شهری وارد حمام آب شود. )مبدل حرارتی( در ای حالت په از پهر شهدن V3شیر -4

شود.حمام، آب از مسیر خروجی آن خارج می

باید باز باشد. V3باید بسته و شیرهای V2شیر -5

را باز کنید. V10و V8را ببندید و شیرهای V7و V9شیرهای -6

7- V4 وV5 .را نیز ببندید

که بر روی دیگ بخار نصب شده است را پ از اتصال شیلنگ ان به تبخیرکننده، شیر را بهاز و V1شیر -8

ید.دیگ بخار را روش کرده و اجازه دهید بخار از دیگ وارد دستگاه شود و آب در مخزن اول جوش آ

سهانتیمتر 25کرنومتر را روش کرده و زمان را ثبت نمایید. اجازه دهید ارتفاع آب درون مخهزن اول بهه -7

برسد و کرنومتر را خاموش کنید.

را باز کنید. V7و V10و V9را ببندید و شیرهای V8شیرهای -03

دوم منتقهل شود. اجازه دهید کهل آب مخهزن اول بهه مخهزن آب از مخزن اول به مخزن دوم جاری می -00

شود.

را باز کنید. V9را ببندید و شیر V7شیر -02

سانتیمتر برسد. اگهر آب 35را ببندید و اجازه دهید ارتفاع آب درون مخزن به V3را باز و شیر V2شیر -03

را باز نمایید، تها آب V10و V8را بسته و V6و V9توانید سریع شیرهای به داخل مخزن وارد نشد، می

را باز نمایید. V9و V6را بسته و شیرهای V8سانتیمتر، شیر 35پ از ارتفاع وارد مخزن شود.

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

32

توانید آب آن را انافه کنید.اگر در حی آزمایش، آب مخزن سمت راست تمام شود، می -04

گیری نمایید.فشار مخزن اول و دمای هر دو را اندازه -05

اکنون دما و فشار مخزن اول را بخوانید. به عنوان مثال برای یک نمونه دستگاه -06

P11 T11 T12

0.3 bar 104 C 98 C

دیگ بخار را خاموش کنید. -07

یهک نمونهه از محلهول را از سهتون خهارج V5گیری نمایید و با استفاده از شیر را اندازه 2ارتفاع مخزن -08

کنید.گیری نموده و هدایت آن را اندازه

در خروجی کویل بخار دو مخزن، هر کدام یک تله بخار نصب شده است که در صورت زیاد شدن فشار داخهل

شود. ای، سوپاپ عمل کرده و فشار مخزن شکسته میای دو مخزن شیشه

ها را خاموش و مخزن را تخلیه نمایید.ها، حتما دماسنجهشدار: پ از انجام آزمایش

به ترتیب ارتفاع آب قبهل و بعهد از h12و h11به ترتیب دمای ستون اول و دوم، T2و T1 رزم به ذکر است

باشد.به ترتیب هدایت محلول خروجی از ستون شفاف اول و دوم می K2و K1تبخیر،

مشخصات مربوط به ابعاد کویهل و با توجه به ان شده جدول زیر را تکمیل نماییداکنون با توجه به مراحل بی

محاسبات مربوطه را انجام دهید. ذکر شده که در بارهای شفاف و ستون

دست آورید.شده را بهها، مقدار گرمای منتقلبا استفاده از موازنه جرم ناخالصی

.فرفیت تبخیرکننده و نریب کلی انتقال حرارت تبخیرکننده را محاسبه کنید

ود دارد، لذا براساس مقادیر هدایت الکتریکی ی خطی وجهدایت الکتریکی و غلظت یک رابطه راهنمایی: بی

-هها محاسهبات خواسهته ی جرم ناخالصیتوان غلظت آب در هر ستون را محاسبه کرد و با براساس موازنهمی

شده را انجام داد.

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

33

اولستون شفاف دومستون شفاف

t2 (s) h2 (cm) h1 (cm) T2 (°C) t1 (s) h2 (cm) h1 (cm) T1 (°C)

K0= …………….. شهریهدایت آب

K´= ………………. مقطرهدایت آب

K1= ……. هدایت آب ستون شفاف اول

K2= ……. دومهدایت آب ستون شفاف

دمای آب شهری ..…………… =

دمای بخار ورودی به ستون شفاف اول ..…… =

سوارت:

ها در صنعت بحث کنید.در مورد کاربرد انو ها را نام برده و تونیح دهیدانواع تبخیرکننده -0

ای بحث نمایید.در مورد فاکتور اقتصادی تبخیرکننده دو مرحله -2

کنید.اگر خوراك ورودی به تبخیرکننده حساس به دما باشد چه روشی برای تبخیر آن پیشنهاد می -3

مشخص را کاهش داد؟ توان در عمل تبخیر میزان مصرف بخار برای یک مقدار جداسازیچگونه می -4

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

34

)لیچینگ( مایع-استخراج جامددستگاه

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

35

مقدمه

فاز ترکیب یا محلولی اسهت کهه همهه بوده و استخراج یعنی انتقال یک ماده حل شده از یک فاز به فاز دیگر

قابهل یا محلول دیگر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی در سرتاسر آن یکسان بوده و به طور آشکارا از ترکیب و

( و یا مخلوط فهوق اشهباع آب )یکی فاز نفت و دیگری فاز تمیز باشد. مثال آب و نفت شامل دو فاز مایع است

،در عمل اسهتخراج .آب قند شامل دو فاز است )یکی فاز مایع آب قند و دیگری فاز جامد قند ته نشی شده(

وارد در مخلوط اولیهه ماده حل شده )یا مخلوط(، فازیک هب ،با انافه شدن حالل مناسب و غیرقابل اختالط

اولیه جدا می شود؛ به شرط اینکه قابلیت انحالل ماده حل شهده در فازفاز دوم می شود ) حالل جدید( و از

-دای از فاز جامد به داخل فاز مایع استخراج شهود، اسهتخراج را جامه اگر ماده. فاز دوم بیشتر از فاز اول باشد

مهایع گوینهد. -انتقال یک جسم از فاز مایع به مایع دیگر را استخراج مهایع مانند تهیه چای. م؛گوییمایع می

-روش نسبتا سهاده ،استخراج مایع است. حذف ید از آب به وسیله تتراکلرید کرب نمونه ای از استخراج مایع

بات حاصل از واکنش ههای گیرد و برای خالص سازی بسیاری از ترکیو بسیار مورد استفاده قرار می استای

گهل ،هاهای مواد غذایی از دانهیا پوست گیاهان و استخراج اسان شیمیایی و استخراج الکالوییدها از برگ و

مواد غذایی، زیستی، آلی و غیرآلی به صورت در بسیاری یا استخراج شکر از نیشکر و ... استفاده می شود.، ها

د. برای جداسازی یک جزء مطلوب یا خارج کردن یک جزء نامطلوب باشنیک مخلوط در فاز جامد موجود می

وقتی که دو فاز با هم در تمهاس هسهتند . توان از تماس فاز جامد با حالل مایع استفاده نموداز فاز جامد می

یک یا چند جزء حل شونده تمایل دارند از فاز جامد به فاز مایع نفوذ کنند که در نتیجه یک جداسازی بهی

-مایع یا لیچینهگ نهام دارد. در فرآینهد اسهتخراج جامهد -آید. ای جداسازی استخراج جامدء بوجود میاجزا

در .شود به فرآیند اصهطالحاً شستشهو گوینهد مایع وقتی جزء نامطلوب توسط حالل آب از فاز جامد جدا می

شود. انجام میاستخراج جزء مطلوب از درون فاز جامد توسط حالل مایع به طور کلی مراحل زیر

کند.جزء حالل از توده حالل تا سطح جامد نفوذ می -0

کند.جزء حالل در جسم جامد نفوذ می -2

شود.شونده در حالل حل میجزء حل -3

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

36

کنند.حالل و جزء حل شده از درون جسم جامد تا سطح جسم جامد نفوذ می -4

کند.جزء حل شده از سطح جامد تا توده حالل نفوذ می -5

شرح دستگاه

طور کلی دارای یک بهرج های روغنی طراحی و ساخته شده است. بهای دستگاه برای استخراج روغ ، از دانه

باشهد. بهر پرشده، یک مخزن برای قرار دادن جامد، یک تابلو فرمان و یک هیتر برای تنظیم دمای حالل مهی

روی تابلو فرمان دستگاه اجزای زیر نصب شده است.

باشد.که مربوط به هیتر برج تقطیر و هیتر تنظیم دمای حالل دستگاه می 0و 3دو کلید -0

تری بخش تابلو فرمان قرار داشته و مربوط به هیتر ته بهرج اسهت کهه بهه یک ولیوم کوچک که در پایی -2

توان توان هیتر ته برج را تنظیم نمود.وسیله ای ولیوم می

توان به وسیله آن دماسنج ته بهرج را بهه قرار دارد که می در سمت چپ تابلو فرمان دستگاه، یک خروجی -3

کامسیوتر متصل نمود و دمای پایی برج را در هر لحظه نمایش داد.

دهنده دمها نصهب شهده کهه دماسهنج آن بهه دمای تنظیم حالل: بر روی تابلو فرمان دستگاه یک نمایش -4

ورودی به مخزن استخراج جامهد را مخزن کوچک هگزان وصل شده است و در هر هر لحظه دمای حالل

توان دمای حالل را در مقادیر مورد نظر تنظیم نمود. کننده مینماید. با ای کنترلکنترل می

با روش شدن دستگاه، باید دمای هیتر حالل )هیتر کوچکی که قبل از مخزن استخراج قرار دارد( :0هشدار

)دکمه وسهط( را فشهار دماسنج بار MDکردن تابلو فرمان، ONکار با به کمتری مقدار خود برسد. برای ای

فرض را نشان دهد. سس بها کلیهدهای شده پیشزن درآید و دمای تنظیمحالت چشمکدهید تا دماسنج به

فرض را کم نمایید. در صورتی که مخزن ای هیتر از هگهزان خهالی شهده باشهد و دمهای جهتی، دمای پیش

زند.تنظیم شده باشد، به دستگاه آسیب میفرض هیتر نیز بار پیش

حتما پ از انجام آزمایش دستگاه )ستون، مخزن و مخزن استخراج( را از مواد شیمیایی بهه طهور : 2هشدار

کامل خالی نمایید.

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

37

پ از انجام آزمایش حتما دستگاه را خاموش کرده، دو پایه برق دستگاه را از پریز برق بکشید.: 3هشدار

ای سمت راست دستگاه، دو هیتر قرار دارد که حتما ای دو آور برج تقطیر و مخزن شیشهدر جوش :4هشدار

ور باشهند. هیتهر های حرارتی به طور کامل در مهایع غوطهه مخزن باید به حدی هگزان داشته باشد که المان

ریزد.یسمت راست برای تنظیم دمای حاللی که برروی جامد قرار داده شده در مخزن استخراج م

جریان آب متصل به دستگاه را از شیر آب ببندید.: 5هشدار

-ای تعبیه شده است که در حالت استخراج پیوسهته اسهتفاده مهی در سمت راست دستگاه یک مخزن شیشه

در زیر مخهزن V4-V3-V2شود. در سمت چپ مخزن استخراج مسیرهای سوسکسله قرار گرفته و شیرهای

شهود، سهازی مهی خهالص -راهه قرار دارد. به طور کلی ابتدا محلول در برج تقطیراستخراج، بر روی یک چهار

شود، سس بخار حاصل با گهذر از جوشد و محلول تبخیر میبدی منظور محلول هگزان و روغ در دیگ می

اگهر شهود. شود. در کندانسور بخار میعان شده و محلول مایع وارد مسیر مهی ستون پرشده وارد کندانسور می

( باز باشهد محصهول وارد V12) شود. اگر شیر محصول( باز باشد که محلول رفالک میV11شیر رفالک )

شود. در صورتی کهه شهیر محصهول بهاز شود. در غیر اینصورت محصول در مخزن جمع میکندانسور دوم می

وارد فرایند استخراج یها وسیله ای شیر محصول را توان بهرسد که میمی V8باشد، در ادامه محصول به شیر

شهود. در صهورت باز باشد محصول تقطیر شده وارد مخزن ذخیره حالل می V8اگر شیر مخزن ذخیره نمود.

-)تنظیم شده بر روی تهابلو فرمهان( مهی شود و دمای آن به دمای موردنظربسته بودن، هگزان وارد هیتر می

ریزد. بدی ترتیب روغ جامهد را در بر روی جامد می رسد. در ادامه حالل هگزان از باری هیتر خارج شده و

توان مسیر سوکسله، پیوسته و یا حالت سرریز را انتخهاب خود حل کرده، سس بسته به فرآیند موردنظر می

شهود ای دستگاه در ابتدای کار باید هواگیری شود، زیرا هوا در باری مخزن تنظیم دمای مایع جمع می کرد.

آوری )شیر کند، برای رفع مشکل باید شیر باری مخزن جمعبه مخزن استخراج جلوگیری میو از ورود مایع

V8 آوری شهود و دقیقه باز نموده تا مایع هگزان از مخزن تنظهیم دمهای مهایع، وارد مخهزن جمهع 3تا 2( را

نمهودار زیهر در را بسته و طبق مراحل زیر آزمایشات را انجام دهیهد. V8سیستم هواگیری گردد. سس شیر

شود.نامگذاری شیرها و اجزای دستگاه مشاهده می

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

38

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

37

0 آزمایش

هدف: استخراج حالت پیوسته

مرحله اول

های موجود برروی مخهزن را بسته نگه دارید. پیچ V3و V4را باز و شیرهای V2و V5ابتدا شیرهای (0

لیتهر 5/4سمت عقب کمی حرکت دهیهد و استخراج را که کالهک مشکی دارند را باز کرده و درپوش را به

شود.هگزان را به در آن بریزد. ای هگزان به داخل برج تقطیر )دیگ( هدایت می

ارمکان حتما خرد شهده باشهد و از طرفهی ها حتیهای روغنی را خرد کنید و دقت نمایید که دانهدانه (2

خیلی ریز نشود که از صافی عبور نماید(. تر باشد )بهتر است متر کوچکمیلی 2خردتری ذره نباید از قطر

توری فلزی موجود داخل مخزن استخراج را بیرون بیاورید.

روغنی خرد شده پر نمایید و دوباره با دقت صهدم گهرم، های ابتدا توری را وزن کرده و توری را از دانه (3

و درپوش آن را با دقهت ببندیهد. گیری نمایید. توری را در محل خود قرار داده ها را اندازهوزن توری و دانه

آب شهری را به کندانسور وصل نموده و دستگاه را فعال نمایید.

اید نیازی به رفالک نداشته و شهیر آن را کامهل ببندیهد، در غیهر در صورتی که هگزان را تازه ریخته (4

گهردد. دمهای ترصورت مقدار کمی شیر رفالک را باز نمایید تا حالل رفالک شده و محصول خالصای

65تنظیم نمایید در صورتی که سیستم زیاد کف کند ان را کهاهش دهیهد. )مهثال حهدود 73آور را جوش

درجه قرار دهید، تنظیم ای دما مقدار روغ حل شده در هگزان بستگی دارد به همی دلیل باید با توجهه

گردد.( شیر محصول را کامهل بهاز به کف ایجاد شده و جلوگیری از حالت طغیان دستگاه، دمای آن تنظیم

نمایید و اجازه دهید هگزان وارد کندانسور دوم شود.

درجه تهنظم نماییهد. بها جهاری 35را ببندید تا هگزان وارد هیتر شود. دمای هیتر را برروی V8 شیر (5

شود.های روغنی استخراج شروع میشدن هگزان بر روی دانه

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

43

هها دانه را ببندید، هگزان که روغ V3را باز کرده و شیر V6 )زیر مخزن استخراج( و V5و V4شیرهای (6

شود. ای فرآیند را ادامه دهیهد تها سهطح هگهزان در آوری میرا در خود حل کرده است، وارد مخزن جمع

ای دیگ بخار برسد.ستون تقطیر، به سطح فلزی مخزن شیشه

تهوان ارت مالیم )در صورت نبودن آون( مهی های روغنی را خارج نموده و با حردرپوش را باز کرده دانه (7

هها را وزن هها، آن در آفتاب )در هوای گرم( په نمود تا هگزان آن تبخیر شود. پ از خشهک شهدن دانهه

( Reciever Vesselکننهده ) آوریجمهع کنید و تغییر جرم آن را محاسبه نمایید. حالل هگزان را از مخزن

نمایید. حالل را سریع به برج برگردانید تا تبخیر نشود.گیری خارج و حجم آن را اندازه

2توان آزمهایش ها خشک شود میکشد دانهجویی در زمان، مدت زمانی که طول می)برای صرفه مرحله دوم

انجام شود.(

گیری نماییهد و آن را دوبهاره در مخهزن اسهتخراج قهرار های خشک شده مرحله اول را اندازهوزن دانه (8

دهید.

گیری نمایید. حل قبلی را یکبار دیگر تکرار نموده و دوباره کاهش جرم را اندازهمرا (7

در صورت وقت کافی مرحله سوم نیز مشابه مرحله دوم تکرار شود. (03

شود. تر باشد زیرا باعث سوختگی هیتر میبخار پایی نباید سطح هگزان از سطح فلزی ته دیگ هشدار:

محاسبه کنید.درصد روغ استخراج شده را

2آزمایش

هدف: استخراج با حالت سوکسله

های روغنی خرد شده تازه آماده کنید و در مخزن استخراج قرار دهید.دانه (0

را V6بهاز باشهد، V2بایهد بسهته و V5و V4را انجام دهید. با ای تفاوت که 0همه مراحل آزمایش (2

ببندید و دستگاه را فعال نمایید، اجازه دهید تقطیر شروع شود. رفالک را کمهی بهاز نمهوده اجهازه

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

40

درجه تنظهیم نماییهد. صهبر 35های روغنی بریزد و دمای هیتر، را بر روی دهید هگزان بر روی دانه

شود.الی میطور خودکار خکنید تا مخزن استخراج از هگزان پرشود، وقتی که ای مخزن پر شود به

های روغنی را خارج کهرده و اجازه دهید که سه بار سوکسله اتفاق بیفتد با اتمام ای سه مرحله، دانه (3

گیری نمایید و کاهش جرم آن را حساب نمایید.ها را اندازهپ از خشک شدن، وزن دانه

انجهام شهود. در غیهر باز باشد تها حالهت سوکسهله V7بسته و شیر V6توجه: در حالت سوکسله، باید شیر

شود.اینصورت انجام نمی

درصد روغ استخراج شده را محاسبه کنید.

3 آزمایش

مایع -هدف: بررسی تاثیر دما بر استخراج جامد

درجهه 35های روغنی خرد شده تازه سویا تهیه نموده و در مخزن استخراج قرار دهید، دمای هیتهر را از دانه

بار انجام دهید و درصد انتقال روغه بهه هگهزان را تعیهی را فقط برای یک 0درجه برسانید آزمایش 53به

درصد روغ استخراج شده را محاسبه کنید. نمایید.

4 آزمایش

هدف: بررسی درصد استخراج روغ در حالت سرریز

باز باشد. V4و V6بسته و شیر V2و V5انجام شود با ای تفاوت که 0مطابق مرحله اول آزمایش (0

-ریزد و تقریبا تا پرشدن مخزن استخراج فرایند ادامه مهی در ای حالت نیز هگزان بر روی جامد می (2

شود.آوری میشود و وارد مخزن جمعیابد. سس سر ریز می

های روغنی را اندازه بگیرید. سهس حهالل ای فرآیند را انجام دهید و در نهایت جرم کم شده دانه (3

اوری را اندازه گرفته و سریع حالل را به برج منتقل نمایید.در مخزن جمعهگزان موجود

درصد روغ استخراج شده را محاسبه کنید.

آزمایشگاه عملیات واحد دانشگاه گلستان، دانشکده فنی و مهندسی علی آباد کتول

42

5 آزمایش

درجه هگزان تکرار نمایید. ای بار نیز سه بار سوکسله شدن را تکرار کنیهد و 53مرحله سوکسله برای دمای

درصد روغ استخراج شده را محاسبه کنید. گیری نمایید.در نهایت جرم روغ را اندازه

6 آزمایش

لیتهر هگهزان 5/4آوری شود بهرای ازمایش سوکسله را در حالی که هگزان پ از استخراج وارد مخزن جمع

درصد روغ استخراج بسته باشد. V2 , V3, V5, V6باز و V7و V4کار کافی است شیر تکرار نمایید. برای ای

کنید.شده را محاسبه

سوارت:

مایع )لیچینگ( در صنایع مختلف تونیح دهید.-در مورد کاربرد استخراج جامد -0

داده ومراحل نفوذ سیال هگزان در دانه روغنی را به ترتیب بیان کنید و در مورد هر یک شرح مختصری -2

هر یک از مراحل نفوذ را با رسم شکل نشان دهید.

مایع چه عواملی در انتخای حالل موثر هستند؟-جامددر فرآیند استخراج -3

انواع روش های استخراج را نام برده و در مورد هر یک شرح دهید. -4

موازنه جرم را بنویسید. ،صورت پیوستهدر حالت کارکرد برج به -5

ور باشد، شعاع دانهه فرض کنید که یک دانه روغنی به شکل کامال کروی و همگ در سیال هگزان غوطه -6

در نظر بگیرید. Dو نریب نفوذ روغ در حالل را rرا

یک مدل ریانی برای پروفایل غلظت روغ در حالل بدست آورید، با ای فرض کهه حهالل اطهراف -الف

دانه کامال ساک باشد.

بدست آورید. Deffپروفایل غلظت روغ در داخل دانه روغنی را با نریب نفوذ موثر -ب

های انتقال را در حالتی که اطراف دانه کروی جریان حرکت داشته باشد، را توصیف نمایید.مکانیزم -ج